电气工程导论-电力系统及其自动化

电气信息导论

—电力系统及其自动化电气工程学院电力系统及其自动化高校本科教育专业设置（三个层次）属电气工程一级学科下的二级学科之一学科门类学科大类（一级学科）专业（二级学科）哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学、管理学、艺术学08电力系统及其自动化高校本科教育专业设置（三个层次）属电气工程一级学科下的二级学科之一学科门类学科大类（一级学科）专业（二级学科）0801力学0802机械工程⋯⋯0838公安技术0808电气工程08工学0809电子科学与技术0810信息与通信工程0811控制科学与工程

0812计算机科学与技术电力系统及其自动化高校本科教育专业设置（三个层次）属电气工程一级学科下的二级学科之一学科门类学科大类（一级学科）专业（二级学科）080801电机与电器080802电力系统及其自动化080803高电压与绝缘技术080804电力电子与电力传动080805电工理论与新技术08工学0808电气工程由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。

电力系统及其自动化发电变电输电配电用电由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。

电力系统及其自动化由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。

电力系统及其自动化相应的信息与控制系统，对电能的生产等过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度。由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。

电力系统及其自动化相应的信息与控制系统，对电能的生产等过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度。保证用户获得安全、经济、优质的电能。由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。

电力系统及其自动化生产过程的自动检测调节和控制系统和元件的自动安全保护网络信息的自动传输系统生产的自动调度企业的自动化经济管理等

19世纪90年代，伦敦郊外电厂发电，变压器将2.5kV升至10kV，经12km输电线送到伦敦市区…（发/输/变/配/用）属电力系统的雏形。1832年制成第一座发电机。1875年，巴黎北火车站建成世界第一座火电厂，为附近照明供电。1882年末，纽约珍珠街电厂，6台发电机经传输线与电灯相连。属电力系统的萌芽。电力系统及其自动化专业电力系统及其自动化专业发电系统

输电系统配电系统

用户抽水蓄能发电厂核能电厂大型火力发电厂火力发电厂水力发电厂超高压变电所大型工厂小型工厂中型工厂电气化铁路快轨交通商业大厦写字楼住宅商店小水力电厂一次变电所二次变电所配电变电所杆上变压器电源为负载供电发电机负荷种类多变动频繁t0P加载速度缓慢电源发出功率=负荷消耗功率电力系统及其自动化专业P/kWt/year105O负荷逐年增长曲线新建电厂建设线路电源规划网络规划负荷预测随国民经济发展，负荷总量逐年增长（5-10%）。电厂的建设周期一般为几年至十几年电力系统及其自动化专业负荷年变化曲线检修计划P/kWt/month1260负荷变化系统可提供的发电功率(该时段总装机容量)火电机组大修周期为1-1.5年，检修时间大约为1个月；水电机组大修周期为2-3年，检修时间为20天左右。

电力系统及其自动化专业负荷日变化曲线机组组合发电计划物尽其用经济调度t/hour0P/kW96点折线发布到各发电公司（厂）电力系统及其自动化专业12t/hourP/kW0负荷变化发电计划（在线）经济调度AGC切负荷电力系统及其自动化专业美加大停电03.8.148月13日晚9时21分14日晚9时03分卫星拍摄夜间光亮强度电力系统及其自动化专业负责调查美加大停电事故的北美电力可靠性委员会16日的初步调查结果显示，14日下午3时06分，俄亥俄州北部三条超高压输电线路突然发生故障。由于警报系统失灵，控制人员没有发现并采取有效措施，导致输电系统出现连锁反应，并在一个小时之内蔓延到纽约及加拿大的多伦多。俄亥俄州北部克利夫兰地区一条34.5万伏超高压输电线路过载第二条34.5万伏超高压输电线路因温度过高线路软化，落在树枝上，短路停电克利夫兰地区剩余3条超高压输电线路工作负荷急剧增加，最终“不堪重负”，分别在3:41、3:46和4:06断电俄亥俄州几座主要发电厂过载保护应急系统自动启动，关闭发电机组

密歇根州、纽约及加拿大安大略省的发电机组也相继自动关闭

14日下午4时11分，美加中东部近5000万人陷入黑暗之中，停电29个小时后才完全恢复电力供应。1977年的纽约大停电起因是雷电击毁了纽约市郊某处电网，马上就引发整座城市电力网络瘫痪。一度引发全城抢劫和纵火，停电将一部分人推到了反社会的边缘，直接威胁着国家安全。“石墨炸弹”大停电引发的社会混乱给美国军方提供了灵感，军事制胜的一个法宝就是进攻敌方的电网，导致敌方通信、电力、生产、交通全面瘫痪。纽约大停电纽约大停电电力系统及其自动化专业是一个与电能的生产、传输、变换、使用、控制、管理等有关的专业。涉及电气工程领域的装备、运行、信息处理等工程技术。研究电力系统的测量、保护、调节、控制的理论与技术，研究电力系统的信息化、自动化及其他新技术发展的理论与技术。培养能从事与电力系统有关的系统规划、运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径“应用型”高级工程技术人才。电力系统及其自动化专业电力系统规划电力系统扩展规划：在预测未来负荷发展水平的基础上制定电力系统扩展规划，以解决电力系统中发电机组和输配电网络在规划期内的发展和扩充问题。发电规划：主要解决发电厂的扩展，包括在已知厂址的条件下，确定电厂类型、容量、投入年限等；电网规划：在发电规划的基础上制订，包括确定输电方式、电压等级、线路回路数和起止点等。需要优化理论等支撑电力系统运行计划用来寻找系统最优运行方案。即在满足系统可靠性的条件下，使整个系统的运行费用最少。中期运行规划：制订发电厂主要设备的停机维修计划；季节性的水电管理，又称水库经济调度；火电站的燃料计划和核电站的核燃料更换计划。短期运行规划：机组组合、发电计划、动态经济调度、在线经济调度等。需要优化理论等支撑电力系统分析与控制电力系统分析：稳态分析，包括潮流分析和功率平衡分析等；暂态分析，包括静态稳定性分析和暂态稳定性分析等。电力系统控制：平衡控制，包括电力有功功率平衡和无功功率平衡控制；安全控制，包括功角稳定控制和电压稳定控制。需要数学分析、自动控制、优化算法、人工智能等理论和技术电力系统自动化对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。内容：生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。目标：是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。电力系统继电保护在电力系统事故或异常运行情况下动作，保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置。在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况；在电力系统发生故障或危及其安全运行的事件时，能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。基本任务：自动迅速，有选择的跳开特定的断路器；反映电气元件的不正常运行状态。基本要求：速动性选择性灵敏性可靠性电力市场理论从经济学和市场学的角度，结合电力系统运行规律和生产特点，对电力市场进行分析和判断，从而为电力市场的良好运行提供理论依据。需要经济学、市场学等理论电能质量分析电能质量：关系到供电、用电系统及其设备正常工作(或运行)的电压、电流的各种指标偏离规定范围的程度。主要指标：电压、频率和波形。从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。包括：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。需要随机过程分析、统计分析等理论电气设备状态监测与故障诊断技术结合传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等，针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理，研制和开发出发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统，从而全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。专业面宽：专业既涉及电力系统运行与调度技术、网络分析、设备运行与选择、电力系统继电保护、高电压技术，又涉及自动化装置、通讯、综合自动化等弱电自动控制的内容，做到强电与弱电相结合，规划、运行、设计与施工相结合，控制运行与管理相结合，强调技术基础，注意能力培养。

适应性、兼容性强：在确保基础扎实的前提下，可根据市场经济的需要调整和拓宽其专业方向，以适应社会对专业人材的需求变化。电力系统及其自动化专业专业基础课：电路、电磁场、模拟电子技术、数字电子技术、电机学、电力电子技术、计算机软件技术、单片机原理及应用、自动控制理论、数字信号处理等。专业课：电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、发电厂电气部分、高电压技术、继电保护技术、电力系统自动装置、测试技术、远动技术等。电力系统及其自动化专业应修课程中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司电力公司、电力调度中心、电力建设部门、发电厂电力系统及其自动化专业工作去向五大发电集团、四小豪门、四个辅助集团等和两大电网中国水电工程顾问集团、中国电力工程顾问集团、中国水利水电建设集团、中国葛洲坝水利水电建设集团华润电力、国华电力、国投电力、中广核电力公司、电力调度中心、电力建设部门、发电厂电力系统及其自动化专业工作去向五大发电集团、四小豪门、四个辅助集团等和两大电网电力公司、电力调度中心、电力建设部门、发电厂电力系统及其自动化专业工作去向五大发电集团、四小豪门、四个辅助集团等和两大电网电力工业部

1997年1月16日改组成立国家电力公司（统筹发电/输电/配电/供电四个环节）

2002年推行”电力改革”,国家电力公司被重组分拆为五大发电集团和两大电网公司（发电和输电业务各属经营）电力公司、电力调度中心、电力建设部门、发电厂电力系统及其自动化专业工作去向承担电气运行、管理，以及电气设备的维护、检修、安装和调试等方面的工作电力设计院、电力规划院、其他电力科研开发部门各省电力设计院、规划院南瑞、国电南自、山东鲁能、许继等等电力公司、电力调度中心、电力建设部门、发电厂电力系统及其自动化专业工作去向电力设计院、电力规划院、其他电力科研开发部门承担电气运行、管理，以及电气设备的维护、检修、安装和调试等方面的工作承担设计、研究工作各类大、中型企业电力公司、电力调度中心、电力建设部门、发电厂电力系统及其自动化专业工作去向电力设计院、电力规划院、其他电力科研开发部门承担电气运行、管理，以及电气设备的维护、检修、安装和调试等方面的工作承担设计、研究工作各类大、中型